F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21"

Blanka Pospíšilová
před 4 lety
Počet zobrazení:

1 F6450 Vakuová fyzika 2 Pavel Slavíček ps94@sci.muni.cz () F / 21

2 Osnova Vázané plyny Sorpční vývěvy kryogenní zeolitové sublimační iontové getrové - vypařované, nevypařované (NEG) Měření ve vakuové fyzice měření proudu plynu měrění tenze par plynu Konstrukční prvky vakuových zařízení - vhodné materiály, spoje (pevné, rozebiratelné), el.průchodky, přenos pohybu do vakua, ventily,... Povlakování () F / 21

3 Literatura J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 L. Pátý: Fyzika nízkých tlaků, Academia, Praha 1968 V. Sítko: Vakuová technika, SNTL, Praha 1966 J. Král: Cvičení z vakuové techniky, ČVUT Praha 1996 V. Dubravcová: Vákuová a ultravákuová technika, Alfa, Bratislava 1992 A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 W. Espe: Technologia hmot vákuovej techniky, Slovenská akadémia vied, Bratislava 1960 W.H.Kohl: Handbook of materials and techniques for vacuum devices, AIP Press, 1995 Zpravodaje CVS Firemní katalogy () F / 21

4 Literatura - internet lhc.web.cern.ch/lhc/ en.wikipedia.org/wiki/main page www - stránky výrobců vakuové techniky () F / 21

5 Rozdělení vakua vakuum tlak [mbar] tlak [Pa] nízké (GV), hrubé, technické střední (FV) vysoké (HV) velmi vysoké (UHV) extremě vysoke (XHV) < < 10 8 () F / 21

6 Rozdělení vakua vakuum střední (FV) vysoké (HV) (UHV) a (XHV) tlak [P a] < 10 5 koncentrace [cm 3 ] < 10 9 střední dráha λ[cm] > 10 5 monovrstva τ[s] > 10 2 typ proudění Knudsenovo molekulární molekulární () F / 21

7 Vázané plyny Plyny, které jsou na povrchu, nebo uvnitř pevné látky, nebo jsou uzavřeny v pórech a dutinách. Plyny se mohou v látkách rozpouštět a difundovat a tak pronikat z vnějšího prostředí stěnami do vakuového systému. Sorpce: adsorpci - na povrchu absorpci - difuze do objemu () F / 21

8 Příklad: Vliv adsorbovaných plynů na vakuum. Reaktor ve tvaru krychle o straně 10 cm je pokryt na vnitřních stěnách mono-molekulární vrstvou plynu. Je v něm plyn o tlaku P a a teplotě 300 K. Nějakým způsobem uvolníme všechen vázaný plyn ze stěn. Předpokládejme, že teplota plynu zůstane stejná. Jaký je výsledný tlak v reaktoru? () F / 21

9 Řešení: Počet molekul v objemu při tlaku P = P a: Počet molekul na stěnách: tlak uvolněných molekul: N = nv = P V = kt N 1 = 6 S N p N 1 = = P 1 = n 1 kt = N 1 kt = 1.24 P a V () F / 21

10 Požadavky na materiály používané ve vakuové technice: co možná nejmenší uvolňování plynů a par, nízká tenze par při pracovní teplotě malá schopnost pohlcovat a propouštět plyny dobré tepelné vlastnosti (4-700 K) dobré mechanické vlastnosti (pnutí, způsob opracování) vhodné elektrické a chemické vlastnosti (podle dané aplikace) () F / 21

11 () F / 21

12 Základní procesy probíhající mezi plynem a povrchem pevné látky odraz molekuly adsorpce desorpce () F / 21

13 difuze po povrchu chemická reakce na povrchu difuze do objemu difuze z objemu na povrch () F / 21

14 Plyny adsorbované na povrchu fyzisorbce - slabá vazba, van der Waalsova vazba, dlouhý dosah R 0 > m, E = A R 9 B R 3 chemisorpce - silné chemické vazby, krátký dosah, m < R 0 < m E = D 0 (1 exp[ a(r R 0 )]) 2 () F / 21

15 () F / 21

16 () F / 21

17 Koeficient ulpění ν 1 = 1 4 nv a ν 1ef = γν 1 γ = ν 1ef ν 1 γ = 1, adsorpce každé molekuly, která dopadne na povrch γ = 0, všechny molekuly se odrazí () F / 21

18 Stupeň pokrytí ϑ = N 1 N 1p N 1 - počet adsorbovaných atomů, N 1p - počet volných míst v mono-molekulární vrstvě, pro méně přesné výpočty se bere N 1p = cm 2 ϑ = 0, čistý povrch ϑ = 1, zcela pokrytý povrch () F / 21

19 Koeficient ulpění () F / 21

20 Odhad na základě rozměrů molekul plyn He Ne H 2 O 2 Ar N 1p [10 15 cm 2 ] plyn N 2 CO CO 2 H 2 O CH 4 N 1p [10 15 cm 2 ] () F / 21

21 CO na wolframu T s [K] N 1p [10 15 cm 2 ] γ wolfram, 300 K plyn γ N 1p [10 15 cm 2 ] ϑ N CO O H Cs () F / 21

Podobné dokumenty

F6450. Vakuová fyzika 2. Vakuová fyzika 2 1 / 32

F6450. Vakuová fyzika 2. Vakuová fyzika 2 1 / 32 F6450 Vakuová fyzika 2 Pavel Slavíček email: ps94@sci.muni.cz Vakuová fyzika 2 1 / 32 Osnova Vázané plyny Sorpční vývěvy kryogenní zeolitové sublimační iontové getrové - vypařované, nevypařované (NEG)